地磁场（信息）专题
有关地磁场类问题集锦
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1.十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( )
A.由西向东垂直磁子午线
B.由东向西垂直磁子午线；
C.由南向北沿磁子午线方向
D.由赤道向两极沿磁子午线方向
注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线
2.20世纪50时年代，科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活动影响地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地磁场。连续的磁暴作用可维持地磁场。则外地核中的电流方向为（地磁场N极与S极在地球表面的连线称为磁子午线）（）
A.垂直磁子午线由西向东 B垂直磁子午线由东向西
C.沿磁子午线由南向北 D沿磁子午线由北向南
３.根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（）
A.带负电Ｂ带正电
C.不带电Ｄ无法确定
4.一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由下落的过程中，导线上各点的电势（）
A.东端最高
B.西端最高
C.中点最高
D.各点一样高
5.在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（）Ａ.东端先落地Ｂ.西端先落地
Ｃ.两端同时落地Ｄ.无法确定
6.在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5Ｔ.如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40ｍ，载有20Ａ的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是（）
Ａ.4×10－8ＮＢ.2.5×10－5ＮＣ.9×10－4ＮＤ.4×10－2Ｎ
7.关于磁通量的说法中，正确的是（）
A.穿过一个面的磁通量等于磁感强度和该面面积的乘积
B.在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
C.穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线条数
D.地磁场穿过地球表面的磁通量为零。
8.为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产
生的感应电动势来测量海水的流速。假设海洋某处地磁场竖直分
量为B=0.5×10－4T，水流是南北流向，如图1所示，将两电极竖
直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向。若两电
图1
极相距L=20m ，与两电极相连的灵敏电压表读数为U=0.2mV ，则海水的流速大小为（ ）
A.10m/s
B.0.2m/s
C.5m/s
D.2m/s
9.指南针静止时，其N 极指向如图2中虚线所示。若在其上方放置水平方向的导线，并通以
直流电，则指南针转向图中实线位置。据此可知（ ）
A.导线南北放置，通有向北的电流
B.导线南北放置，通有向南的电流
C.导线东西放置，通有向西的电流
D.导线东西放置，通有向东的电流
10.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系
时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水
中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，
当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I 时，小磁针偏转了30o，
问当他发现小磁针偏转了60o，通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直
导线的电流成正比）：（ ） A.2I B.3I C.3I D.无法确定
11.一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比
原来旋转１８０o，由此可以断定，这里电缆中电流的方向为（ ）
A.可能是向北 Ｂ.可能是竖直向下
C.可能是向南 Ｄ.可能是竖直向上
12.在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应（ ）
A.平行于南北方向，位于小磁针上方
B.平行于东西方向，位于小磁针上方
C.平行于东南方向，位于小磁针下方
D.平行于西南方向，位于小磁针下方
13.如.图3为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场
的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航。机翼保持
水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上
有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U 1，右方
机翼末端处的电势力U 2。 （ ）
A.若飞机从西往东飞，U 1比U 2高
B.若飞机从东往西飞，U 2比U 1高
C.若飞机从南往北飞，U 1比U 2高
D.若飞机从北往南飞，U 2比U 1高 14.一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场
的方向竖直向上，磁感应强度为B 。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向
看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近
轴端为a ，远轴端为b ，如图4所示。如果忽略a 到转轴
中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则
（ ）
A.ε＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势
B.ε＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势
C.ε＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势
西
东 图3 B 图4
D.ε＝2πfl 2
B ，且a 点电势高于b 点电势
15.假设将指南针移到地球球心处，则指南针的指向： （ ）
A.由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止方向不确定
B.根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”可判定指南针N 极指向地球北极附近
C.根据“小磁针N 极受力方向沿该处磁场方向”可判定N 极指向地球南极附近
D.地球对指南针通过地磁场作用，但指南针对地球不产生磁场作用
16.磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙中的星球，小到电子、质子等微观粒子几乎都会
呈现出磁性。地球就是一个巨大的磁体，其表面附近的磁感应强度约为T 55105~103--??，甚至一些生物体内也会含着微量强磁性物质如43O Fe 。研究表明：
鸽子正是利用体内所含有微量强磁性物质在地磁场中所受的作用来帮助辨别方向的。如果在
鸽子的身上缚一块永磁体材料，且其附近的磁感应强度比地磁场更强，则（ ）
A.鸽子仍能辨别方向
B.鸽子更容易辨别方向
C.鸽子会迷失方向
D.不能确定鸽子是否会迷失方向
17.具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时（ ）
A.如果卫星沿着地球的经线绕地球运动，则在通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感
应电流；
B.如果卫星的运行轨道经过泰国曼谷和日本东京的上空，则它的表面不会产生感应电流；
C.如果卫星在地球同步轨道上运行，它的表面不会产生感应电流；
D.如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减小，轨道半径减小，运行速率减小。
18.从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒
子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙
射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保
护作用，如图5所示，那么（ ）
A.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同
B.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用
在南、北两极最强，赤道附近最弱
C.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用
在南、北两极最弱，赤道附近最强
D.地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的
带电粒子向两极偏转 19.一架飞机以300ｍ／ｓ的速度在某处沿水平方向飞行，该处地磁场的竖直分量时为2×10－5Ｔ，飞机机翼总长度为20ｍ，机翼两端间的感应
电动势为_________Ｖ.
20.某地地磁场磁感应强度Ｂ的水平分量T B x 41018.0-?=，竖直分量T B y 4
1054.0-?=。求：（１）地磁场Ｂ的大小及它与水平方向的夹角；（２）在水平面内20.2m 的面积内地磁场
的磁通量φ。
21.南半球某地的磁场为4×10-5T ，磁场方向与水面成30°，一条东西方向水平放置的均匀
导体棒长0.5m ，将它以2m/s 的初速度向北水平抛出，则在抛出后
s 5
3末，棒中的感应电动势为 。
图5 图
6
22.图6为上海某校操场上，两同学相距L 为10m 左右，在东偏北、西偏南11o的沿垂直于
地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的两端
分别接在灵敏电流计上，双绞线并联后的电阻R 约为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，
保持在频率为2Hz 左右。如果同学摇动绳子的最大圆半径h 约为1m ，电流计读数的最大值I
约为3mA ，
（1）试估算地磁场的磁感应强度的数量级为————；数学表达式B=——。（由R 、I 、L 、
f 、h 等已知量表示）
（２）将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直和两点上，那么电流计读数约为_________。
23.由于国际空间站的运行轨道上各处的地磁场强弱及方向均有所不同，所以在运行过程中，
穿过其外壳的地磁场的磁通量将不断变化，这样将会导致_____现象发生，从而消耗国际空
间站的能量。为了减少这消耗，国际空间站的外壳材料的电阻率应尽可能____（填 “大”
或“小”）一些。
24.用钢铁做成的船身，一般都易被磁化。某船磁化方向跟船身垂直，人在船上面向船头时，
船右侧是N 极。若该船正向南行驶时，则罗盘的指针N 极指向大致是_________。
25.已知地磁场的水平分量为Ｂe ，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图7所示的通电线圈中央一点磁感应强度。实验方法：①先将未通电线圈平面沿南北方向放置，中央放一枚小磁针，下面
有量角器，此时磁针Ｎ极指向北方；②给
线圈通电，此时小磁针Ｎ极指向北偏东θ角后静止。由此可以知道线圈中电流方向
（自东向西看）是______（填“顺”或“反”）时针方向的，线圈中央的磁感应强度Ｂ=_________.
26.据报道，1992年7 月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，
实验取得了部分成功，航天飞机在地球赤道上空离地面约300㎞处由东向西飞行，相对地面
速度大约s m /105.63
?，从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20㎞、电阻
为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动。假定这一范围内的地
磁场是均匀的，磁感应强度为T 5104-?，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度
相同，根据理论设计，通过电离层的作用，悬绳可产生3A 的电流。试求：
（1）金属悬绳中产生的感应电动势；
（2）悬绳两端的电压；
（3）航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能（已知地球半径为6400㎞）
27.一个电阻为R 的长方形线圈abcd 沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上，ab =L 1,bc =L 2,如图8所示。现突然将线圈翻转1800，使ab 与dc 互换位置，用冲击电流计测得导
线中流过的电量为Q 1。然后维持ad 边不动，将线圈绕ad 边转动，使之突然竖直，这次测得导线中流过的电量为Q 2，试求该处地磁场的磁感强度的大小。
28.在电子显像管内部，由炽热的灯丝上发射出的电子在经过一定的电压加速后，进入偏转磁场区域，最后打到荧光屏上，当所
加的偏转磁场的磁感强度为0时，电子应沿直线运动打在荧光屏的正中心位置。但由于地磁
场对带电粒子运动的影响，会出现在未加偏转磁场时电子束偏离直线运动的现象，
所以在精
西 东 图7 南
北 a
b c d 图8
密测量仪器的显像管中常需要在显像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁场对电子运动的
影响。
已知电子质量为m 、电荷量为e ，从炽热灯丝发射出的电子（可视为初速度为0）经过
电压为U 的电场加速后，沿水平方向由南向北运动。若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁场磁
感强度的竖直向下分量的大小为B ，地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计。在未加
偏转磁场的情况下，（1）试判断电子束将偏向什么方向；（2）求电子在地磁场中运动的加速
度的大小；（3）若加速电场边缘到荧光屏的距离为l ，求在地磁场的作用下使达到荧光屏的
电子在荧光屏上偏移的距离。
参考答案：
1.B.地磁场的N 极在地球的南极附近，S 极在地球的北极附近，将地球看作一通电螺线圈，
由安培定则知电流的方向应与磁子午线垂直。
2.B.同上。
3.A.由安培定则知电流的方向应自东向西，而地球的自转方向自西向东，则地球带负电。
4.A.赤道上空地磁场方向水平指向北方，当导线下落时，由左手定则可判定导线内的自由电
子受到指西端的洛仑兹力，电子聚集到导线西端，而导线东端因失去电子而带正电，因而导
线东端电势最高，西端最低。
5.A.由上题知导线东端带正电，西端带负电，因而东端受到向下电场力，西端受到向上的电
场力，故导线东端先落地。
6.D.利用公式F=BIL 计算。
7.C 、D.地球表面是闭合曲面，穿进它的磁感线又全部从另一面穿出，故磁通量为零。
8.B.海水沿南北流动时，等效长为L 的导线切割地磁场，利用公式E=BLV 可求出结果。
9.B.小磁针静止时，N 极应指向地磁场与直线电流合磁场的方向，由安培定则知B 正确。
10.B.小磁针N 极指向合磁场的方向，则直线电流的磁场I B 与地磁场的水平分量e B 之间的
关系为?=?=60B 30/
I tg B tg B B e e I ，利用上两式得：I I B B 3/=，而直线电流的磁场与其电流成正比，故答案B 正确。
11.D.在地磁场作用下，小磁针静止时N 极指向北方，现改变N 极指向南方，表明直线电流
产生的磁场在小磁针所在处的方向应是指向南方，由安培定则可知电缆中应有竖直向上的电
流 ，即选D 。
12.A.奥斯特实验中，通电导线应南北放置，这样小磁针的偏转即是由通电导线产生的磁引
起，而不是由地磁场引起。
13.A 、C.用右手定则判定。
14.A.利用22
1l B E ?=ω可求得大小，由右手定则可判定电势高低。 15.C.地球内部地磁场的方向是由地理的北极指向南极，故C 正确。
16.C.鸽子体内的磁性材料会受到永磁体的作用，而没有确定的受力方向。
17.A 、C.在选项A 、B 中，因地磁场磁感应强度的变化，穿过卫星的磁通量都会发生变化，
卫星表面都将产生感应电流。选项C 中，地球同步卫星轨道在赤道的上方，地磁场的强弱不
变，穿过卫星的磁通量不变，卫星的表面不会产生感应电流。选项D 中，如果卫星的表面产
生了感应电流，它的机械能转化为电能，由圆周运动及万有引力的相关知识可知它的轨道半
径逐渐减小，运行速率逐渐增大。
18.C.垂直射向地球的宇宙射线，在地球的南北两极处，其运动方向与地磁场的方向基本平
行，所受的洛仑兹力很小，故几乎不发生偏转；而在赤道上空时，其运动方向与地磁场垂直，
所受洛仑兹力最大，带电粒子的偏转程度最大。
19.0.12.用公式Blv E =计算
20.解析：（1）磁感应强度是矢量，则根据平行四边形法则 T T B B B y x 4422221057.01054.018.0--?≈?+=+=
B 与水平方向的夹角（即磁偏角） '347110
18.01054.0arctan arctan 44
?=??==--x y
B B α （2）题中地磁场与水平面不垂直，取其与水平面垂直的B Y 分量，故磁通量为： Wb Wb S B y 44101.10.21054.0--?=??=?=Φ
21.解析：均匀导体棒抛出后，只有重力作用，故作平抛运动。把平抛运动分解在两个方向，求出s 5
3末的速度大小的方向，然后确定切割方向与地磁场的夹角，再由θsin Blv E =求出感应电动势的大小。s m gt v s m v v y x /32 /20====
3232===x y v v tg θ 得θ=60° 由于地磁场方向与水平向成30°角，所以此时B⊥V
则：V Blv E 5108-?==
22.5×10-5T 、fLh
IR ?π2、0。摇动绳子的过程中，绳切割地磁场，当摆动速度与地磁场垂直时，感应电动势最大，电流最大。由IR E f R v Blv E =?===,2,,πωω得：fLh IR B ?=
π2 23.电磁感应、大。要减少消耗，则产生的感应电流就应当小。在感应电动势一定时，外壳
的电阻应当大，则材料的电阻应当大。
24.西北方向。罗盘处于船体内部，而船体内部,地磁场与船体产生的磁场两者的矢量和的方
向为西北方向。
25.反、θtg B e 。
26.解析：（1）因悬绳的长度远小于航天飞机作匀速圆周运动的半径，故可以认为悬绳上各
点的切割速度和航天飞机上的相同，这样： V Blv E 5200==
（2）悬绳两端的电压：V Ir E U 2800=-=
（3）航天飞机绕行一周的时间：v h R t )(2+=π
在这段时间内悬绳输出的电能：J UIt W 8
106.7?==
27.解析：根据地磁场的特征可知，在北半球的地磁场方向是向北向下的。只要求出这个磁
感强度的竖直分量B 1和水平分量B 2，就可以求出该处磁感强度B 的大小。当线圈翻个身时，
穿过线圈的磁通量的变化量为S B 112=?φ， 因为感应电动势t
Q R RI t ??==??=
φε1， 所以 2B 1L 1L 2=RQ 1
当线圈绕ad 边竖直站起来时，穿过线圈的磁通量的变化量为2112122L L B L L B -=?φ，
所以 221122)(RQ L L B B =-=?φ 由此可得：222121212222Q Q Q Q L L R B ++=
28.解析：（1）根据左手定则，可以判断出电子束将偏向东方。
（2）设从加速电场射出的电子速度为0v ，则根据动能定理有：
eU mv =202
1 从加速电场射出的电子在地磁场中受到洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，设电子的加
s ma B ev =0 由以上各式解得m
eU m eB a 2= （3）设电子在地磁场中运动的半径为R ，根据牛顿第二定律
R
v m B ev 200= 得eB mv R 0= 设电子在荧光屏上偏移的距离为x ，
根据图9中的几何关系，有：
22t R R x --=
结合以上关系，得
22221l eB
mU e mU B x --=
2005年3月2日
图9
C29、（2010?上海模拟）研究表明，地磁场对鸽子辨别方向起到重要作用，鸽子身体电阻约为1000Ω，当它在地磁场中展翅飞行时，会切割磁感线，因而两翅之间会产生感应电动势，这样，鸽子体内灵敏的感受器官即可根据感应电动势的大小来判别其飞行方向．若地磁场的磁感应强度大小为5×10-5T，当鸽子以20m/s的速度飞行时，两翅间的感应电动势的最大值约为（）
A．30mV B．3mV C．0.3mV D．0.03mV
（信息）30、（2002?上海）已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度．当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零．经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1米的正方形的四个顶角上，如图所示．据此可以判定地下电缆在（）
两点连线的正下方，离地表面的深度为（）
米．
B31、1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子——磁单极子.如图4-4-27所示，如果有一个磁单极子（单N极）从a点开始穿过线圈后从b点飞过，那么（）
A.线圈中感应电流的方向是沿PMQ方向
B.线圈中感应电流的方向是沿QMP方向
C.线圈中感应电流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向
D.线圈中感应电流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向
32、1931年英国物理学家狄拉克就从理论上预言存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”．1982年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找“磁单极子”的实验．他设想如果一个只有N极的“磁单极子”自上而下穿过超导线圈M，那么从上往下看，超导线圈中将出现（）A．先沿逆时针方向再沿顺时针方向的感应电流
B．先沿顺时针方向再沿逆时针方向的感应电流
C．顺时针方向的持续电流
D．逆时针方向的持续电流
2020年人教版九年级物理全一册第20单元：电与磁 地磁场精选题带答案 一．选择题（共13小题） 1．若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（） A．B． C．D． 2．地球是一个巨大的球体，下列图中有关地磁体的示意图正确的是（）A．B． C．D． 3．如图是我国早期的指南针﹣﹣司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指
南”。“柢”指的是司南长柄，下列说法中正确的是（） ①司南指南北是由于它受到地磁场的作用 ②司南长柄指的是地磁场的北极 ③地磁场的南极在地球地理的南极附近 ④司南长柄一端是磁石的北极。 A．只有①②正确B．只有①④正确C．只有②③正确D．只有③④正确4．玩具小船上固定有螺线管（有铁芯）、电源和开关组成的电路，如图所示，把小船按图示的方向放在水面上，闭合开关，船头最后静止时的指向是（） A．向东B．向南C．向西D．向北 5．我国古代四大发明之一指南针之所以能指南北是因为地球周围存在着地磁场，但地理的两极和地磁场的两极并不重合略有偏离，世界上最早发现这一现象的人是（）A．法拉第B．张衡C．奥斯特D．沈括 6．下列说法正确的是（） A．地磁南极就是地理南极
B．磁感线在磁体周围真实存在 C．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场 D．电动机是利用电磁感应现象制成的 7．关于地磁场，下列说法正确的是（） A．地磁场的N极在地球的地理北极附近 B．地球周围的磁感线从地球地理北极附近出发，回到地球地理南极附近 C．仅在地磁场的作用下，可自由转动的小磁针静止时，N极指向地理的南极附近D．宋代科学家沈括最早发现了地磁场的两极与地理的两极并不完全重合 8．如图所示，关于指南针，下列说法中正确的是（） A．有的指南针只有一个磁极 B．自由转动的指南针，其静止时指南北是由于地磁场的作用 C．指南针的指向不会受到附近磁铁的干扰 D．指南针周围不存在磁场 9．在探究磁现象的活动中下列说法正确的是（） A．在条形磁体周围撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来 B．用磁铁能吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管 C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方 D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极
有关地磁场类问题集锦 1.十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( ) A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线； C.由南向北沿磁子午线方向 D.由赤道向两极沿磁子午线方向 注：磁子午线是地球磁场N 极与S 极在地球表面的连线 2.20世纪50时年代，科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活动影响地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地磁场。连续的磁暴作用可维持地磁场。则外地核中的电流方向为（地磁场N 极与S 极在地球表面的连线称为磁子午线）（ ） A.垂直磁子午线由西向东 B 垂直磁子午线由东向西 C.沿磁子午线由南向北 D 沿磁子午线由北向南 ３.根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（ ） A.带负电 Ｂ带正电 C.不带电 Ｄ无法确定 4.一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由下落的过程中，导线上各点的电势（ ） A.东端最高 B.西端最高 C.中点最高 D.各点一样高 5.在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（ ） Ａ.东端先落地 Ｂ.西端先落地 Ｃ.两端同时落地 Ｄ.无法确定 6.在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5Ｔ.如果赤 道上有一条沿东西方向的直导线，长40ｍ，载有20Ａ的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是 （ ） Ａ.4×10－8Ｎ Ｂ.2.5×10－5Ｎ Ｃ.9×10－4Ｎ Ｄ.4×10－2Ｎ 7.关于磁通量的说法中，正确的是（ ） A.穿过一个面的磁通量等于磁感强度和该面面积的乘积 B.在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 C.穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线条数 D.地磁场穿过地球表面的磁通量为零。 8.为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势 来测量海水的流速。假设海洋某处地磁场竖直分量为B=0.5×10－4 T ，水流是南北 流向，如图1所示，将两电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水 流方向。若两电极相距L=20m ，与两电极相连的灵敏电压表读数为U=0.2mV ，则 海水的流速大小为（ ） A.10m/s B.0.2m/s C.5m/s D.2m/s 9.指南针静止时，其N 极指向如图2中虚线所示。若在其上方放置水平方向的导线，并通以直流电，则指南针转向图中实线位置。据此可知（ ） A.导线南北放置，通有向北的电流 B.导线南北放置，通有向南的电流 C.导线东西放置，通有向西的电流 D.导线东西放置，通有向东的电流 10.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系 时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势 代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是：在地磁场作 用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直 导线， 当该导 图1 西 东
物理初三(话说地磁场) 地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场。从我国古人发明指南针以来，人们就差不多明白地球存在着南北极对称的磁场。几千年来，人们对那个磁场的存在习以为常，特别少有人对此现象做过深入的研究。最近日本的一个研究小组利用超级电子计算机成功地摸拟出地磁场。然而，观测说明，从19世纪以来，地球磁场强度减少了约一成。因此有人认为，1000年以后地磁场将消逝。也有人认为近年来地磁场强度的减小是临时的，特别快将转为强度增加。因此众说纷起，那么地磁场到底是怎么样的？对地球上的生物有什么作用呢？ 【一】地磁场的两极位置 依照科学家的研究，地磁极的大概位置是：地磁南极在东经140°、南纬67°的南极洲威尔克斯附近；地磁北极在西经100°、北纬76°的北美洲帕里群岛附近。因此地磁南北极和地理的南北极并不重合。科学家还发明，地磁南北极的地理位置不是固定不变，而是在缓慢变化着的。 【二】地磁场的起源 地球存在磁场的缘故还不为人所知，普遍认为是由地核内液态铁的流动引起的。最具代表性的假说是“发电机理论”。1945年，物理学家埃尔萨塞依照磁流体发电机的原理，认为当液态的外地核在最初的微弱磁场中运动，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强，如此外地核物质与磁场相互作用，使原来的弱磁场不断加强。由于摩擦生热的消耗，磁场增加到一定程度就稳定下来，形成了现在的地磁场。 还有一种假说认为：铁磁质在770℃〔居里温度〕的高温中磁性会完全消逝。在地层深处的高温状态下，铁会达到并超过自身的熔点呈现液态，决可不能形成地球磁场。而应用“磁现象的电本质”来做解释，认为按照物理学研究的结果，高温、高压中的物质，其原子的核外电子会被加速而向外逃逸。因此，地核在6000K的高温柔360万个大气压的环境中会有大量的电子逃逸出来，地幔间会形成负电层。按照麦克斯韦的电磁理论：电动生磁，磁动生电。因此，要形成地球南北极式的磁场，必定需要形成旋转的电场，而地球自转必定会造成地幔负电层旋转，即旋转的负电场，磁场由此而生。 【三】地磁场对生物活动的妨碍 像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北，每年可旅行几千公里，中途往往还要通过汪洋大海，然而还能测定精确的位置。科学家们发明，海龟能通过地球磁场和太阳及其他星体的位置来辨别方向。但关于迁徙中的海龟来说，仅有“方向感”是不够的，它们可能还有一张“地图”，用于明确自己的地理位置，最终到达某个特定的目的地。美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校的肯洛曼研究小组发明，绿海龟对不同地理位置间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感”，它们能通过地磁场为自己绘制一张地图。 信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向，也是由于地磁的关心。 【四】地磁场对地球生物的保护 地磁场并不强，但关于地球上的各种生命来说，却显得特别重要。如在地球南北极附近或高纬度地区，有时在晚上会看到一种神奇的灿烂漂亮的彩色光带──极光。当太阳辐射出的带电粒子进入地磁场后，在地磁场的作用下，有害带电粒子沿地磁场的磁感线做螺旋线运动，最终会落到地球两极上空的大气层中，使大气层中的分子电离发光，形成极光。
磁场： 磁场，物理概念，是指传递实物间磁力作用的场。磁场是一种看不见、摸不着的特殊的场。磁场不是由原子或分子组成的，但磁场是客观存在的。磁场具有波粒的辐射特性。磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的，所以两磁体不用在物理层面接触就能发生作用。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。 用现代物理的观点来考察，物质中能够形成电荷的终极成分只有电子（带单位负电荷）和质子（带单位正电荷），因此负电荷就是带有过剩电子的点物体，正电荷就是带有过剩质子的点物体。运动电荷产生磁场的真正场源是运动电子或运动质子所产生的磁场。例如电流所产生的磁场就是在导线中运动的电子所产生的磁场。 地磁场： 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引力。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压，在地球黑夜区（背日面）则向外伸出。 概述：
地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于固体地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于固体地球外部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。 行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时，远距离通讯将受到严重影响，甚至中断。假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转，而是直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样子，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。 地磁场强度大约是0.5-0.6高斯，也就是5-6*E-5特斯拉（50-60μT）。
第一节地磁场及其基本要素 地磁场：地球周围存在的磁场。 地磁场三要素: 磁感应强度磁偏角磁倾角 磁感应强度 为某地点的磁力大小的绝对值，（磁场强度） 是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量 一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60μT（微特拉斯）；在磁赤道附近最小（约为30μT ） 磁偏角 是磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即磁子午线与地理子午线之间的夹角。 磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。 我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。 磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度，1980年实测的磁北极位于北纬78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东经139.4度（南极洲）。 长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。 磁倾角 是指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。 地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0°逐渐变为+90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0°变成-90°。
地球的磁场强度矢量余地磁要素 地磁倾角 （二）地磁场的组成 地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成。在地球中心假定的磁柱被称为磁偶极子，由它产生的偶极子磁场占地磁场成分的95%以上，是构成稳定地磁场的主体，即地球的基本磁场。基本地磁场的强度在地表附近较强，向上在空气中逐渐减弱。说明它主要为地内因素所控制。 变化磁场 表现为日变化、年变化、多年(短周期或长周期)变化以及突发性变化 主要由于来自地球外部的带电粒子的作用（非偶极磁场，叠加在基本磁场上） 太阳是这些带电粒子流的主要来源，而当它的表面出现黑子、耀斑(活动特别强烈的区域)并正对着地球时，便会把大量带电的粒子抛向地球，使迭加在基本磁场上的变化磁场突然增强，使地磁场发生大混乱，出现磁暴。地球两极常在随后出现奇异的极光，这也是太阳抛射来的带电粒子流为地磁极吸引。 地球磁层 仪器探测证实了地磁场形成一个在高层大气之外，形状类似慧星的磁性包层，这就是地球磁层。 太阳风与地磁场相持不下所形成的曲面是磁层的边界，叫做磁层顶.在朝太阳的一侧，磁层顶离地心约有5万多到7万多km远；背着太阳的一侧，可能是这些数字的100倍以上。 磁层的形成，使地球磁场拦截了太阳辐射来的带电粒子，还有来自宇宙的射线，使它们
水平分量（高斯）重力分量（高斯）北京0.300.45上海0.350.35哈尔滨0.26 0.48南京0.34 0.36青岛0.30 0.40广州0.38 0.24香港0.37 0.22武汉0.34 0.36西安0.36 0.40郑州0.38 0.35厦门0.350.22椎骨0.260.42横滨0.300.33韩国首尔0.310.39阿曼0.350.24菲律宾马尼拉0.38 0.12越南胡志明市0.41 0.03缅甸仰光0.41 0.14泰国曼谷0.415 0.07马来西亚girongpo 0.40 -0.10新加坡0.40 -0.10印度尼西亚雅加达0.37 -0.24印度新德里0.350.30斯里兰卡科伦坡0.400.00巴基斯坦卡拉奇0.350.26伊朗德黑兰0.280.36土耳其伊斯坦布尔0.250.37黎巴嫩贝鲁特0.300.30伊拉克巴格达0.300.30以色列0.30 0.35科威特0.31 0.30利雅得0.34 0.22阿联酋迪拜0.34 0.22蒙古乌兰巴托0.22 0.54孟加拉国达卡0.38 0.24巴林0.31 0.30埃及开罗0.30 0.26尼日利亚拉各斯0.34 0.04利比亚的黎波里0.28 0.25阿尔及利亚阿尔及尔0.26 0.30苏丹喀土穆0.350.07塞内加莱达喀尔0.310.10加纳阿克拉0.3 10.04中国日本世界国家/地区亚洲和非洲著名国家的地磁场清单地区水平分量（Gauss）重力直接分量（Gauss）世界国家/地区清单-南非约翰内斯堡0.14 -0.28喀麦隆0.320.08迈阿密0.26 0.36锚地0.15 0.55檀香山0.29 0.22纽约0.17 0.53洛杉矶0.26 0.42旧金山0.26 0.44达拉斯，德克萨斯州0.250.44蒙特利尔0.150.54温哥华0.18 0.53墨西哥城0.30 0.32古巴哈瓦那0.270.40危地马拉0.31 28圣何塞哥斯达黎加0.31 0.24巴拿马巴拿马0.30 0.24牙买加0.27 0.31委内瑞拉加拉加0.28 0.25哥伦比亚波哥大0.30 0.20厄瓜多尔基多
高中物理“地磁场”教学要点 高中物理“地磁场”教学要点 高中物理“地磁场”教学要点文/门道颖摘要：高中地磁知识是高考中经常出现的一类题目，从六个方面对高中地磁教学展开了详细的阐述。关键词：高中地理；地磁教学；关键点高中物理教材中对地磁场的描述只有一段话和一个插图，但是却是平时和高考中经常出现的一类题目，笔者认为对地磁场的教学应从以下几个方面去给学生进行讲述。一、地球磁场分布和条形磁铁外部磁场非常相近 地磁场的N极在地理南极附近，而地磁场的S极在地理北极附近。但二者有一个微小的偏角，叫磁偏角。在两极附近地磁场方向竖直方向，磁性最强。在赤道上方是水平方向，在南半球和北半球有两个分量：一个是水平分量，一个是竖直分量，磁性较弱。在地面附近的磁感应强度大约只有5×10-5T，而一般的永久磁体附近的磁感应强度可达0.4～0.7T。对地磁场形状和分布必须熟练掌握和应用。二、地磁场的起源问题人类很早就提出了地磁场的起源问题，为解释这个问题，历史上曾先后提出过许多观点。目前，较为成熟的是磁流体发电机学说。1945年，物理学家埃尔萨塞根据磁流体发电机的原理，认为当液态的外地核在最初的微弱磁场中运动，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强，这样外地核物质与磁
场相互作用，使原来的弱磁场不断加强。由于摩擦生热的消耗，磁场增加到一定程度就稳定下来，形成了现在的地磁场。而最初的微弱磁场可能来自核内化学不均匀性形成的电磁，从而产生的弱电流。还有一种是地心的岩浆出现旋转滚动产生地磁场。由于磁流体学说能够解释较多地磁现象，受到人们重视，但地球内部构造复杂，有待进一步验证。总之，地磁起源问题目前仍处于不断发展和深入研究的阶段，此问题在20xx年新课标高考中出现了选择题。三、对宇宙射线的作用地磁场并不强，但对于地球上的各种生命来说，却显得非常重要。这个“超巨”的地磁场，对地球形成了一个“保护盾”，减少了来自太空的宇宙射线的侵袭，地球上生物才得以生存生长。如果没有了这个保护盾，外来的宇宙射线将把最初出现在地球上的生命幼苗全部杀死，根本无法在地球上生存。在地球南北极附近或高纬度地区，有时在晚上会看到一种神奇的'灿烂美丽的彩色光带——极光。直到20世纪末，人造卫星和宇宙探测器的应用使人们了解到地磁场分布的特点，才解开了极光之谜。原来当太阳辐射出的带电粒子进入地磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，带电粒子沿地磁场的磁感线做螺旋线运动，最终会落到地球两极上空的大气层中，使大气层中的分子电离发光。由于在可见光波段受激的氧原子能发出绿光和红光；电离了的氮分子发射紫色光、蓝色光以及深红色光。因此，通常肉眼看到的极光是绿色、蓝色并带有粉红色或红色的边缘。在考试中能根据带电粒子运动方向和地磁场方
实验五 地磁场测定 一．概述 地磁场作为一种天然磁源，在军事、航空、航海、工业、医学、探矿等科研中有着重要用途。本仪器采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场的重要参量，通过实验可以掌握磁阻传感器定标以及测量地磁场水平分量和磁倾角的方法，了解测量弱磁场的一种重要手段和实验方法，本仪器与其他地磁场实验仪(如正切电流计测地磁场实验仪)相比具有以下优点： 1．实验转盘经过精心设计，可自由转动，方便地调节水平和铅直。内转盘相隔ο180，具有两组游标，这样既提高了测量精度，又消除了偏心差。 2．新型磁阻传感器的灵敏度高达50V/T ，分辨率可达8710~10--T ，稳定性好。用本仪器做实验，便于学生掌握新型传感器定标，及用磁阻传感器测量弱磁场的方法，测量地磁场参量准确度高； 3．本仪器不仅可测地磁场水平分量，而且能测出地磁场的大小与方向，这是正切电流计等地磁场实验仪所不能达到的。 本仪器可用于高校、中专的基础物理实验、综合性设计性物理实验及演示实验。 二．仪器技术要求 1．磁阻传感器 工作电压 6V ，灵敏度50V/T 2．亥姆霍兹线圈 单只线圈匝数N=500匝，半径10cm. 3．直流恒流源 输出电流0—200.0mA 连续可调 4．直流电压表 量程0—19.99mV ，分辨率0.01mV
5．测量地磁场水平分量不确定度小于3% 6．测量磁倾角不确定度小于3% 7．仪器的工作电压AC 220±10V 三．仪器外型
FD-HMC-2型 磁阻传感器与地磁场实验仪 (以下实验讲义和实验结果由复旦大学物理实验教学中心提供) 一．简介 地磁场的数值比较小，约510-T 量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测量地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。由于磁阻传感器体积小，灵敏度高、易安装，因而在弱磁场测量方面有广泛应用前景。 二．实验原理 物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。 HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式 θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ （1） 其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。当沿着铁镍合金带的
九年级物理地磁场、电流的磁场人教四年制版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 地磁场、电流的磁场 二. 重点、难点： 1. 知道地磁场。 2. 知道小磁针静止时，N极指北、S极指南的原因。 3. 知道电流周围存在着磁场。 4. 知道通电螺线管对外相当于一个条形磁体。 5. 会用安培定则（右手螺旋定则）确定通电螺线管磁极的极性和螺线管中的电流方向。 三. 知识点分析： 1. 地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫地磁场。磁针指南北，就是因为受到地磁场作用的缘故。 2. 地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 注意区别地磁南极跟地理南极、地磁北极跟地理北极的概念：一是要注意地磁两极与地理两极的方位是相反的；二是要注意地磁北极与地理南极二者的位置稍有偏离，同样，地磁南极与地理北极二者的位置亦稍有偏离。 3. 由于地理两极与地磁两极并不重合，所以磁针所指的南北方向不是地理的正南正北方向，而是稍有些偏离。我国宋代的沈括是世界上最早准确记述这一现象的学者。 4. 奥斯特实验表明：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场；电流的磁场方向跟电流方向有关。 5. 通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。 6. 通电螺线管的极性跟电流的关系。可以用安培定则来判定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。 怎样根据安培定则判断通电螺线管的磁场？首先应该知道，安培定则表明，决定螺线管磁极极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是螺线管的统法和电源正、负极的接法。其次，安培定则中的“电流的方向”指的是螺线管中电流的环绕方向，要让弯曲的四指所指的方向跟螺线管中电流环绕方向相一致。 具体运用时可分三步进行：①标出螺线管上电流的环绕方向；②由环绕方向确定右手的握法；③由握法确定大拇指的指向，大拇指所指的这一端就是螺线管的N极，如图所示。 【典型例题】 [例1] 在图1上标出地磁场磁感线的方向及地磁南、北极。
18.图为地磁场磁感线的示意图．在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2，则( ) A．若飞机从西往东飞，U1比U2高 B．若飞机从东往西飞，U2比U1高 C．若飞机从南往北飞，U1比U2高 D．若飞机从北往南飞，U2比U1高 （1999年全国试 题） 分析与解答： 本题的解答需要有较强的空间想像能力，为了便于分析，我们可以画出如图17-1-8所示的从上向下的俯视图可帮助分析（方位按上北、下南、左西、右东的规则）． 由图17-1-8所示的情景，根据右手定则不难判断出，不论是飞机向哪个方向飞行，相对于飞行员来讲，总是其左侧的电势较高，即总是U1比U2高，所以选项A、C正确．误点点拨： 本题的解答过程要解决好如下三个问题（这也是当年考生的“前车之鉴”）： 1．由于本题是一个涉及到地理知识的实际问题，因此需要考生能将这个实际的问题根据题目给出的具体条件（在北半球地磁场的竖直分量向下）进行简化处理，飞机水平飞行也就是“一根导体棒”沿水平方向切割磁感线． 2．本题中涉及到较为复杂的空间关系，包括地球磁场的方向、飞机飞行的方向以及飞行员的左右方机翼等．要解决好这样的复杂关系，就要求有良好的分析、思考习惯，将题目给出的四个选项所涉及到的空间关系用图形的方式分析表示出来，再用右手定则进行判断．
3．飞机的切割磁感线产生感应电动势时，飞机的机翼相当于电源内部（在电源内部电流从低电势流向高电势处），所以用右手定则判断时，四指所指示的方向电势较高． 14.具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时 A.如果卫星沿着地球的经线绕地球运动，则在通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感应电流 B.如果卫星的运动轨道经过北京和昆明的上空，则它的表面不会产生感应电流 C.如果卫星在地球同步轨道上运动，它的表面不会产生感应电流 D.如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减少，轨道半径减小，运行速度也减小 答案：AC 在选项A和B中，穿过卫星的磁通量都会发生变化，卫星的表面将产生感应电流。选项C中，地球同步卫星的轨道在赤道的上方，穿过卫星的磁通量不变，卫星的表面不会产生感应电流。选项D中，如果卫星的表面产生了感应电流，它的机械能转化为电能，其轨道半径逐渐减小，运行速度逐渐变大，故D项错。 12、一架飞机做环球飞行经过我国上空后再经过地球南极上空（） A．飞机经过地球南极上空时地磁场通过飞机水平截面的磁通较大 B．飞机经过我国上空时地磁场通过飞机水平截面的磁通较大 C．飞机飞行过程中地磁场通过飞机水平截面的磁通为零 D．飞机飞行过程中地磁场通过飞机水平截面的磁通不变化
全国各地区地磁场强度表 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引力。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压，在地球黑夜区（背日面）则向外伸出。 磁场强度和磁通密度的对比应该认识。 磁场强度和磁通密度两个物理量的磁特性进行了表征(即，磁场强度和方向)。因为磁场是由电流或运动电荷和磁性介质引起的(除超导磁绝缘以外的概念不存在，所以所有的材料是磁性介质)的磁化的磁场的源也的磁场影响叠加原理(场)。因此，磁场的强度可有两种表示方法: 万一充满均匀磁介质，包括磁介质，如果产生，包括由于磁化，磁感应强度 B 表示为特斯拉 T 台，是一个基本物理量。 (不包括在所述介质时的磁场的磁化)的充电电流或磁场所引起的磁场强度 H 的单一运动中表达的 A /平方米的单位，是一种辅助的物理量。 在各向同性的磁介质，B 和 H，即介质μ的绝对磁导率的比率。产品查询来自方面的操作定义中，磁通密度是完全只是考虑磁场电流元件的作用下，不管由磁场空间这种效果是否被影响。其
中所述介质，从而使磁磁通密度，同时通过磁场的磁场产生源的空间中填充有介质来决定。相反，磁场强度是完全反映磁场源的性质，存在的磁介质之间没有任何关系。 磁场的磁场强度是个体的性质，特征，无论其在介质中的磁感应强度考虑介质的影响(该引用在中会产生感应电场来理解)的电场，是一个综合。
地磁测量的重要意义 地磁场的特点 由于地球本身具有磁性，所以地球及附近的空间存在着磁场, 这个磁场就是地磁场。地磁场是地球的基本资源之一，与人类生活息息相关，它在地球科学、航空航天、资源探测、交通通讯、国防建设、地震预报等领域有着重要的应用。正是因为地磁场有如此重要应用价值，人们对地磁场的测量又迫切的需求。因此，磁场的测量已成为热点课题之一[1]。可以将地磁场近似地看作是地球中心有一个磁铁棒放，它的Ｎ极大体上对着南极，从而产生的磁场，其磁感线性状如图1.1所示。事实上，地球磁场的产生是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产生磁场的。 图1.1 地球磁场示意图 地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们是不同的两种磁场。基本磁场是地磁场的主要组成部分，它源于地球的内部，相对来说比较稳定，变化缓慢。变化磁场起源于地球外部，并且很微弱[2]。 地磁场是一个向量场。常用的地磁参量有7个，即地磁场总强度F，地磁场的水平强度H，垂直强度Z，X和Y分别为水平强度的北向和东向分量，D和I 分别为磁偏角和磁倾角。其中以磁偏角的观测历史为最早。
在地磁场观测中，通常用三个参量来表示地磁场的方向和大小： (1)磁偏角A，即地球表面任一点的地磁场磁感应强度矢量B所在的垂直平面（地磁子午面）与地理子午面之间的夹角； (2) 磁倾角Φ，即地磁场磁感应强度矢量B与水平面之间的夹角； (3) 地磁场磁感应强度的水平分量B，即地磁场磁感应强度矢量B在水平面 上的投影[3]。 地磁场的重要应用 地磁场数值较小约0. 5 ×10- 4T，其强度与方向也随地点而异。地磁场被视 为地球的一种重要的天然磁源，它在国家科研中有着重要用途。在地球科学的研究中，作为以地球系统的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科，研究和掌握地磁场的固有特性及其变化规律是地球科学研究的重要内容。在交通运输方面，可以通过检测由于车辆干扰而引起的地磁场的变化来反应车辆本身的特点及运动情况[4]。 除此之外，地磁还可以用于石油定向斜井钻井中；在海洋中，进行地磁测量可以保证航海的安全、海洋工程建设及了解海底构造；在陆地上，人们通过大规模的地磁测量及分析地磁偏角的变化去测定强磁性铁矿床、弱磁性铁矿床以及铜、镍、铬、金刚石等各种矿石的分布；在科学研究方面，地磁测量有助于人类了解地球的成因和延边过程，掌握火山的活动规律，地震预报等[5]；在军事上，可以作为战场环境重要参数对军事斗争的前期准备、部队战斗力的发挥都具有重要意义。 目前国内外在石油开采中，大都利用地磁测量和地磁偏角进行地下储油分布及及其构造的探测。 虽然人们天天生活在地球磁场的影响下，但是我们却无法靠自身的五官来感受和估计地磁场的大小和方向。所以利用地球磁场固有特点，设计和制备应用于地磁测量的磁性传感器，这对于地球科学、航天航空、资源探测、交通运输、空间天气、测绘等诸多技术领域都拥有巨大的应用价值。
地磁场的测定 行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时，远距离通讯将受到严重影响，甚至中断。假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样子，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。所以我们研究小组将对地磁场进行一系列的测定。下面我先对地磁场进行一些简单的介绍： 地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于地球内部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。大量的事实和证据表明，地磁场的磁极曾经互换过。 地磁场不是毫无变化的，它的强度与地磁极位置会改变。科学家发现，地磁极会周期性地逆反定向，这过程称为地磁反转。最近一次的反转是大约78万年前的布容尼斯－松山反转（Brunhes–Matuyama reversal）。对于澳大利亚红英安岩和枕状玄武岩的古地磁学（paleomagnetism）研究发现，地磁场的存在，估计至少已有35亿年之久[1]。地磁场会在太空与太阳风和其它带电粒子群流互相作用，因而形成磁层。地球磁层并不是球状的，在面对太阳的一面，其边界离地心的距离约为七万千米（随太阳风强度的不同而变化）。 磁极的位置 特性 地表上的地磁场强度并不均匀，强度因地理位置而有所变化：从0.3高斯（南美地区和南非）到0.6高斯（加拿大的磁北极附近，澳大利亚南部和一部分西伯利亚地区）。 地磁场类似磁铁棒，但是这种相似只是粗略的。磁铁棒或是其它永久磁铁的磁场是由于铁原子中的电子有序的运动而形成的。然而，地核的温度高于居里点（铁的居里点：绝对温度1043K），铁原子的电子轨道的方向会变得随机化，这样的
地磁场和磁场中的临界极值问题 问题一、地磁场 1、下列关于地磁场的描述正确的是（） A.指南针总是指向南北是因为受到地磁场的作用 B.地磁两极与地理两极完全重合 C.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁南极出发到地磁北极 D.我国宋代学者沈括正确找到了地磁场产生的原因 2、科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针原来指向正北的N极逆时针转过30°（如 图的虚线），设该处的地磁场磁感应强度水平分量为B，则磁矿所产生的磁感应强度 水平分量的最小值为（） A．B B．2B 3、指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时，其N极指向如图1虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极北偏东向)所示。则判断正确的是() A．可能在指南针上面有一导线东西放置，通有东向西的电流 B．可能在指南针上面有一导线东西放置，通有西向东的电流 C．可能在指南针上面有一导线南北放置，通有北向南的电流 D．可能在指南针上面有一导线南北放置，通有南向北的电流 4、已知龙岩市区地磁场磁感应强度B约为4.0×10－5T，其水平分量约为3.0×10－5T。若龙岩市区一高层建筑安装了高50 m的竖直金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，经避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1.0×105 A，此时金属杆受到地磁场对它的安培力方向和大小分别为() A．方向向东，大小约为150 N B．方向向东，大小约为200 N C．方向向西，大小约为150 N D．方向向西，大小约为200 N 5、每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( ) A．向东偏转B．向南偏转C．向西偏转D．向北偏转 6、2010年地球再次受到“太阳风暴”袭击，如图所示，在“太阳风暴”中若有一个质子以3.6×105 km/h速度垂直射向北纬60°的水平地面，经过此地面上空100 km处时，质子速 度方向与该处地磁场方向间的夹角为30°，该处磁感应强度B＝6×10－5T(e＝ 1.6×1019C)，则() A．该质子在此处受洛伦兹力方向向东，大小约为5×10－19N B．该质子一定会落到北纬60°的地面上
有趣的地磁场 地磁场是人类生命的保护伞，神秘而有趣。公元250年，人类就开始了探究，中国人发明了指南针，沈括发现了磁偏角。尽管人类对地磁场研究了几千年，直到今天人类还没有真正弄清地磁场的起源。目前人们认为，地磁场产生的原因有永磁体理论，电荷旋转理论，热压电效应理论，温差电效应理论，自激发电机理论，范爱伦带理论等。正是这些研究的深入，人们不断地了解地球奥秘，探索未知的世界，地磁场和人类的生活联系越来越多。 1 地磁场和导航 人们利用地磁场导航已经有400年的历史了，现在发现鸽子、海鸥、蝙蝠和乌龟等大量动物都用地球磁场来导航。地球表面以及近地空间的地磁场在不同地区是不同的，这种不同性构成了不同地区的一种典型特征。利用这种特征来确定载体所在的地理位置，就是地磁导航所依据的基本原理。地磁导航具有无源性，与其他有源制导和导航方式相比，地磁制导与导航在军事领域有着无可比拟的优势。使用地磁制导的导弹抗干扰性能强，突防能力得到大大提升。近年来，地磁导航在工业部门、航空航天航海等诸多领域发挥了重要作用，越来越成为学术界关注的对象。地磁导航在导航定位、
地球物理武器、战场电磁信息对抗等领域展现了巨大的军事潜力。然而地磁场成因比较复杂，存在长期变化和短期变化。所以只要建立适时的地磁数据库，突破地磁异常问题和载体磁场对地磁场测量值的干扰，运用高效、实时地磁导航匹配算法，在高精度、快响应速度、环境适应性强的磁测量传感器的测量下，就能实现运用地磁场在全球导航。 2 地磁场和地震 地磁场预测地震是建立在长期观测和综合分析基础上的。长期观测可以知道当地地磁场活动的基本形态和变化规律，以及历史记录的地震发生之前的前兆特征。当观测到本地地磁场发生不同于以往的异常活动，且活动形态与历史地震的前期征兆相似时，综合其他前兆，考虑地震发生的可能性。科学家们观察了一段时间的地磁场DST指数，发现地磁场DST指数与地震发生频率有一定的关系。这里的DST指数是用来测量地磁场强度的。地震引起地磁场变化的原因有两个：一是地震前岩石在地应力作用下出现“压磁效应”，从而引起地磁场局部变化；二是地应力使岩石被压缩或拉伸，引起电阻率变化，使电磁场有相应的局部变化，岩石温度的改变也能使岩石电磁性质改变。基于上述理由，应该可以利用电磁手段对地震进行预测、预报。目前利用地磁预报地震的方法还在探索阶段中。影响地磁变化的原因是多方面的，干扰因素也很多，比如，仪器附近放有铁物质或者观测
地磁： 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引力。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压，在地球黑夜区（背日面）则向外伸出。 地磁场： 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极（magnetic dipole），其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引力。地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压，在地球黑夜区（背日面）则向外伸出。 概述： 地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分。基本磁场是地磁场的主要部分，起源于固体地球内部，比较稳定，属于静磁场部分。变化磁场包括地磁场的各种短期变化，主要起源于固体地球外部，相对比较微弱。地球变化磁场可分为平静变化和干扰变化两大类型。 行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。人们还可以根据
地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时，远距离通讯将受到严重影响，甚至中断。假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转，而是直射地球。在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样子，生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。 地磁场强度大约是0.5-0.6高斯，也就是5-6*E-5特斯拉（50-60μT）。
中考物理知识点：地磁场的奥秘 地磁场的奥秘 地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场。从我国古人发明指南针以来，人们就已经知道地球存在着南北极对称的磁场。几千年来，人们对这个磁场的存在习以为常，很少有人对此现象做过深入的研究。最近日本的一个研究小组利用超级电子计算机成功地模拟出地磁场。然而，观测表明，从19世纪以来，地球磁场强度减少了约一成。于是有人认为，1000年以后地磁场将消失。也有人认为近年来地磁场强度的减小是暂时的，很快将转为强度增加。于是众说纷起，那么地磁场到底是怎样的？对地球上的生物有什么作用呢？ 一、地磁场的两极位置 根据科学家的研究，地磁极的大概位置是：地磁南极在东经140°、南纬67°的南极洲威尔克斯附近；地磁北极在西经100°、北纬76°的北美洲帕里群岛附近。所以地磁南北极和地理的南北极并不重合。科学家还发现，地磁南北极的地理位置不是固定不变，而是在缓慢变化着的。 二、地磁场的起源 地球存在磁场的原因还不为人所知，普遍认为是由地核内液态铁的流动引起的。最具代表性的假说是“发电机理论”。1945年，物理学家埃尔萨塞根据磁流体发电机的原理，认为当液态的外地核在最初的微弱磁场中运动，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强，这样外地核物质与磁场相互作用，使原来的弱磁场不断加强。由于摩擦生热的消耗，磁场增加到一定程度就稳定下来，形成了现在的地磁场。 还有一种假说认为：铁磁质在770℃（居里温度）的高温中磁性会完全消失。在地层深处的高温状态下，铁会达到并超过自身的熔点呈现液态，决不会形成地球磁场。而应用“磁现象的电本质”来做解释，认为按照物理学研究的结果，高温、高压中的物质，
地磁场水平分量的测量 姓名：王秋来 专业班级：物科院11级物理学 学号：37 【摘要】某一地点O 的地磁要素有：⑴地磁场总磁感应强度B ，⑵磁倾角I ，⑶磁偏角D ，⑷水平分量//B ，⑸垂直分量z B ，⑹北向分量x B ，⑺东向分量y B 。 确定某一点的地磁场通常用磁偏角，磁倾角和水平分量//B 三个独立要素。 利用正切电流计算原理，测定地磁场的水平分量//B 地磁场水平分量为：03 2 85a u N B b R = ? 【关键字】地磁场，水平分量，正切电流计，磁偏角。 1、实验目的 （1）学习测量地磁场水平分量的方法； （2）了解正切电流计的原理； （3）学习分析系统误差的方法 2、实验室提供的仪器和用具 亥姆霍兹线圈（N=700匝），地质罗盘（DL-I 型），直流稳压电源（DF173系列），电阻箱（ZX21型），直流电流表。 3、实验原理 地磁场与地磁要素 地球是一个大磁体，地球本身及其周围空间存着磁场叫做“地球磁场”又称地磁场，其主要部分是一个偶极场。
地心偶极子轴线与地球表面的两个交点称为地磁极，地磁的南（北）极实际上是地心磁偶极子的北（南）极，如图1。地心磁偶极子的磁轴m m S N 与地球的旋转轴NS 斜交一个角度o 5.11,00≈θθ。所以地磁极与地理极相近但不相同，地球磁场的强度和方向随地点、时间而发生变化。 地球表面任何一点的地磁场的磁感应强度矢量B 具有一定的大小和方向。在地理直角坐标系中如图2所示。O 点表示测量点，x 轴指向北，即为地理子午线（经线）的方向；y 轴指向东，即为地理纬线方向；z 轴垂直于地平面而指向地下。XOy 代表地平面。B 在xOy 平面上的投影//B 称为水平分量，水平分量所指的方向就是磁针北极所指的方向，即磁子午线的方向；水平分量偏离地理真北极的角度D 称为磁偏角，也就是磁子午线与地理子午线的夹角。由地理子午线起算，磁偏角东为正，西偏为负。B 偏离水平面的角度I 称为磁倾角。在北半球的大部分地区磁针的N 极下倾，而在南半球，则磁针的N 极向上仰，规定N 极下倾为正，上仰为负。B 的水平分量 //B 在x 、y 轴上的投影，分别称为北向分量x B 和东向分量y B ；B 在Z 轴上的投影z B 称为垂直分量。故某一地点O 的地磁要素有：⑴地磁场总磁感应强度B ，⑵磁倾角I ，⑶磁偏角D ，⑷水平分量//B ，⑸垂直分量z B ，⑹北向分量 x B ，⑺东向分量y B 。 不难看出，它们是B 在各个坐标体系中的坐标值，比如z y x B B B ,,就是B 在直角坐标系中的坐标值，而,,//B B z D 和D 、//B 、I 则分别是B 在柱面坐标系和球坐标系中的坐标值，这三种坐标体系是彼此独立的，在它们之间，存在着如下的变换关系： z y x z y x B B B B B B tgI B B D B B D B B 2//2222//2//////,,,sin ,cos +=+==?=?= 图